ENGA halogénmentes, alacsony füsttartalmú burkolat általában 55-65 tömegszázalék alumínium-trihidroxidot vagy magnézium-dihidroxidot tartalmaz. Ha az ásványt a polimer olvadék még nem teljesen deagglomerálja és nedvesíti, a kábel továbbra is tökéletesen néz ki a tekercsen. A probléma később jelentkezik: sikertelen füstsűrűség-teszt, hideg hajlítás közbeni repedés, vagy a szigetelési ellenállás lassú csökkenése gyorsított öregedés után.
Ez az oka annak, hogy az elektromos kábelek keverékei leginkább a készítmény és az eljárás együttes termékeként értelmezhetők. A recept meghatározza a célt; a kompaundáló sor dönti el, hogy a pellet ténylegesen szállítja-e azt. A csigageometria, a töltőanyagok oldalsó adagolása, a hőmérséklet-szabályozás és a hozzáillő pelletképző rendszer együttesen határozza meg a diszperzió minőségét, a nedvességszintet és a tételenkénti konzisztenciát.
Ez a cikk lebontja a fő összetett családokat, azokat a teljesítménykövetelményeket, amelyeket teljesíteniük kell, azokat a pontokat, ahol az összeállítás leggyakrabban sikertelen, és mit kell ellenőrizni a gyártósor megadásakor.
Mi számít elektromos kábel-összeállításnak
A kifejezés magában foglal minden tervezett polimer rendszert, amelyet a kábel belsejében vagy körül használnak: vezetőszigetelés, félvezető árnyékolók, ágyazóanyagok és a külső köpeny. Ezek a családok sokkal jobban különböznek a töltőanyag-terhelésben, mint az alappolimerben, és ez az egyetlen tény határozza meg a berendezés döntését.
| Összetett család | Tipikus alappolimer | Elsődleges funkció | Töltőanyag vagy adalék szint |
|---|---|---|---|
| PVC szigetelés és burkolat | PVC lágyítóval | Általános vezetékek, rugalmas vezetékek | 20-50 phr kalcium-karbonát plusz lágyító |
| XLPE teljesítményszigetelés | LDPE vagy szilán ojtott PE | Közép- és nagyfeszültségű szigetelés | 2 százalék alatt (antioxidáns, térhálósító szer) |
| HFFR / LSZH tok | EVA, LLDPE, EPDM keverékek | Lángálló, füstmentes burkolat | 55-65 százalék ATH vagy MDH |
| Félvezető árnyékolás | EVA vagy EBA kopolimer | Vezetőképes árnyékoló a vezeték és a szigetelés körül | 30-40 százalék vezetőképes korom |
| Speciális kabátok | TPU, PA12, PBT | Kopás-, olaj- és vágásállóság | 5-25 százalékos adalékanyag |
Ennek gyakorlati következménye, hogy egy sor ritkán felel meg mindegyiknek. A 60 százalékos ATH töltetre épített gépnek nagyon eltérő az adagolási, nyomatéki és kopásvédelmi követelményei egy töltetlen XLPE szigeteléshez képest, és a kettő közötti váltás csavarkonfiguráció változtatás nélkül általában többe kerül a selejtben, mint amennyit megtakarít az ütemezésben.
A teljesítménykövetelmények, amelyeket egy vegyületnek meg kell felelnie
A kábelszabványok a mérhető célok rögzített listáját jelentik. Azok a vegyületek, amelyek közül bármelyik hiányzik, nem megy át a típusjóváhagyáson, bármilyen jól működik is az extruderen.
- Dielektromos szilárdság és térfogat-ellenállás, vizes öregedés előtt és után ellenőrizve.
- Lángállóság, korlátozó oxigénindexben kifejezve, és egyégős tűztesztekkel igazolt.
- A füst sűrűsége és toxicitása, az alagutakban, állomásokon, kórházakban és adatközpontokban használt LSZH és HFFR fokozatok meghatározó követelménye.
- Halogénsav gázfejlődés, az IEC 60754 és az EN 50267 szabvány szerint mérve a halogénmentes specifikációkhoz.
- Mechanikai viselkedés: szakítószilárdság, szakadási nyúlás, meleg deformáció és hideg hajlítás alacsony hőmérsékleten.
- Öregedésállóság: a nyúlás megtartása kemencében való érlelés után, valamint adott esetben olaj-, ózon- és UV-állóság.
A diagram egy minőségi iparág-összehasonlítás, nem pedig numerikus specifikáció, és megmagyarázza, miért nem egyetlen család nyer mindenhol. A HFFR minőségek vezető szerepet töltenek be a tűzállóság terén, míg a költségek és a rugalmasság terén. A PVC vezet a költségek és a feldolgozás egyszerűsége terén, valamint a füst- és halogéntartalom tekintetében. Az XLPE dielektromos viselkedést mutat, és önmagában szinte semmilyen égésgátlást nem biztosít.
Miért határozza meg a töltőanyag betöltése és a diszperzió a kábel teljesítményét?
A halogénmentes rendszerek endoterm ásványi töltőanyagokra támaszkodnak. Az alumínium-trihidroxid durván 200 Celsius-fok felett, a magnézium-dihidroxid pedig nagyjából 300 Celsius-fok felett kezdi el felszabadítani a vizet. Ez szűk feldolgozási ablakot határoz meg: az olvadéknak elég forrónak kell lennie ahhoz, hogy kinedvesítse és szétoszlassa a töltőanyagot, ugyanakkor elég hidegnek kell lennie ahhoz, hogy a töltőanyag ne bomlik le a hordóban. A zóna hőmérsékletének tartása plusz-mínusz 2 Celsius-fokon belül reális cél egy jól szabályozott vonalon, és ez az egyik legegyértelműbb különbség a stabil folyamat és az inkonzisztens folyamat között.
A diszperzió minősége egyszerre három eredményt szabályoz. Az agglomerátumok helyi üzemanyagban gazdag zónaként viselkednek, és csökkentik az égésgátlást. A nem nedvesített részecskék repedés keletkezési pontokká válnak, és szakadáskor megnyújtják a nyúlást. A gyenge nedvesedés a kész kábel felületi hibájaként is megmutatkozik. A gyakorlatban két kar számít a legfontosabbnak: a töltőanyag felületkezelése szilánnal vagy titanát kapcsolószerrel a határfelületi feszültség és a nyomatékigény csökkentése érdekében, valamint egy osztott adagolási stratégia, amelyben a polimer először megolvad, és a töltőanyag egy részét az áramlás irányába adagolják.
Kétcsavaros kötővonal kiválasztása kábelösszetevőkhöz
Az együtt forgó ikercsigás extruderek dominálnak a kábelkeverékek gyártásában, mivel állítható csavarprofillal egy gépben egyesítik a szállítást, olvasztást, diszperzív keverést, elosztó keverést és illékonyságot. Három specifikációs szám dönti el, hogy egy adott gép képes-e egy erősen töltött készítményt gyártási sebesség mellett tartani: fajlagos nyomaték Nm per köbcentiméterben, a csavar átmérője és a külső-belső átmérő aránya, valamint az áteresztőképesség és a tartózkodási idő közötti egyensúly.
A fajlagos nyomaték a leghasznosabb mutató a töltött keverékekhez. A nagyobb forgatónyomaték több hasznos munkát jelent fordulatonként, mielőtt a csavartengely elérné a határértékét, ami teret hagy a tömbök összegyúrásának, amelyek a töltőanyag-agglomerátumokat ténylegesen lebontják, ahelyett, hogy pusztán továbbítanák azokat. A KUNWEI KTS nagyteljesítményű sorozata erre a követelményre épül, és a vállalat 14 Nm/cm³ maximális fajlagos nyomatékot írt elő kompaundáló gépei számára, valamint egy 8 mm-től 177 mm-ig terjedő hordótartományt, amely lefedi a laboratóriumi kísérleteket az ipari teljesítményen keresztül.
KTS High Performance sorozat Műszaki paraméterek Termék megtekintése → A csavarkonfiguráció nem rögzített jellemző. A 60 százalékos ATH készítmény esetében a szokásos elrendezés váltogatja a szállítóelemeket lépcsőzetes dagasztótömbökkel, és legalább egy upstream és egy downstream vákuum-lepárló nyílást tartalmaz a töltőanyag által felszabaduló nedvesség eltávolítására.
Az e választások mögött meghúzódó keverési mechanikát részletesebben megvizsgálja ez a műszaki megjegyzés nagy kapacitású, nagy töltőanyagú granulálósor nyírási és keverési viselkedése , ami közvetlenül vonatkozik az erősen töltött kábelköpeny-minőségekre.
Etetés: ahol a nagy töltőanyag-betöltés sikeres vagy sikertelen
A legtöbb diszperziós probléma, amely csavartervezési problémának tűnik, valójában az adagolótorokban kezdődik. A súlyvesztéses adagolók a beállított sebesség plusz-mínusz 0,5 százaléka körüli pontosságot biztosítanak, de a pontosság nem egyenlő a konzisztenciával. Az alacsony térfogatsűrűségű, nagy nedvességfelvevő vagy széles szemcseméret-eloszlású porok áthidalhatják, öblíthetik vagy pulzálhatnak, és az extruder az áramlás irányában egyszerűen instabil készítményt kap.
Körülbelül 40 százalékos töltőanyag-feltöltés felett bevett gyakorlat a takarmány elosztása a fő torok és az alsó oldali adagoló között. A polimer először megolvad, és a töltőanyag egy már viszkózus olvadékba kerül, ami csökkenti a nyomatékcsúcsokat és javítja a nedvesedést. A negatív nyomású adagolást alkalmazó oldalsó adagoló növeli a könnyű porok, például az ATH effektív térfogatsűrűségét is, így több töltőanyag jut el az olvadékhoz csavarfordulatonként.
Oldalsó adagoló Az oldalsó adagoló por, rövidszálú vagy előkeverék kényszeretetésére szolgál, amely rugalmasan kielégíti a folyamatigényeket, vagy növeli az adagolási mennyiséget. A... Termék megtekintése → Erősen megtöltött kábelkeverékek esetén az adagolócsomag általában egy súlyveszteségi fő adagolót tartalmaz a polimer és az adalék előkeverék számára, egy oldalsó adagolót az ásványi töltőanyag számára, és egy folyékony befecskendezési pontot a kapcsolószerek vagy feldolgozási segédanyagok számára, ha a készítmény ezt megkívánja.
Pelletizálás és downstream kezelés
A pelletizálás a készítményt követi, nem pedig fordítva. A szálas pelletizálás továbbra is a leggazdaságosabb módszer az alacsony-közepes töltőanyag-minőségeknél, és a kezelők számára könnyű vizuális ellenőrzést biztosít a diszperzió minőségéről. A vízgyűrűs forró felületű vágás alkalmas PVC-hez és más hőmérséklet-érzékeny vegyületekhez. A víz alatti pelletizálás megfelel a nagy telítettségű HFFR és LSZH minőségeknek, mivel a szerszám felületét azonnal levágják a vízben, így egyenletes gömb alakú pellet keletkezik, kisebb a porszint és kevesebb préslemez-lerakódás ragadós, alacsony viszkozitású olvadékokon.
Víz alatti pelletizálás A víz alatti szerszámfelület melegvágása azt jelenti, hogy az anyagot a vízben részecskékre vágják, és közvetlenül követik a víz áramlását a csővezetékbe hűtés és formázás céljából. Termék megtekintése → Lefelé egy vibráló szita eltávolítja a finomszemcséket és a túlméretes pelleteket, a tároló- és szállítórendszer pedig tömítetten tartja a kész keveréket a nedvesség felvétele ellen. Ez utóbbi szempontot könnyű alábecsülni: a vezetéket a specifikáció szerint elhagyó kábelkeverék néhány hét nyitott tartály után is kicsúszhat a tűréshatárból, különösen, ha magas a töltőanyag-frakció.
Ha egy meglévő vonalat korszerűsítenek, nem pedig a semmiből építenek, ugyanaz a logika vonatkozik a teljes sorozatra az adagolástól a szitálásig. Hasznos hivatkozás az a nagy kapacitású, nagy töltőanyagú granuláló gyártósor , amely bemutatja, hogy az egyes folyamatszakaszok a gyakorlatban hogyan vannak sorrendben.
Gyakorlati kiválasztási ellenőrzőlista
Ha összehasonlítjuk a kábelkeverékek keverőberendezéseit, ezek azok a pontok, amelyek elválasztják a működő vonalat az állandó figyelmet igénylőtől.
- Futtassa a tényleges készítményt, ne egy általános poliolefint, a szállító próbasorán, mielőtt leköti; a feltöltött rendszerek egészen másképpen viselkednek, mint a kitöltetlenek.
- Erősítse meg a nyomatéktartalékot a célteljesítménynél, ne a gép közzétett maximumánál.
- Ellenőrizze, hogy a 40 százalék feletti töltést megfelelő szállítóképességű oldaladagoló kezeli-e az alacsony ömlesztett sűrűségű porokhoz.
- Ellenőrizze a hőmérséklet-szabályozás tűrését az összes hordózónában, mivel az ásványi töltőanyagok szigorú felső határt szabnak.
- A pelletizáló rendszert inkább az olvadék viszkozitásához és ragadósságához igazítsa, semmint a gép méretéhez.
- Érdeklődjön a csavarok és hengerek kopásvédelméről, valamint a kopásálló alkatrészek pótalkatrészeinek átfutási idejéről.
Gyakran ismételt kérdések az elektromos kábel-összeállításokról
Q1. Miből készülnek az elektromos kábelek?
Alappolimer, például PVC, LDPE, EVA vagy EPDM, ásványi töltőanyagokkal, égésgátlókkal, stabilizátorokkal, kapcsolószerekkel, színezékekkel és feldolgozási segédanyagokkal kombinálva. A pontos recept attól függ, hogy a keveréket szigetelésre, félvezető árnyékolásra vagy külső burkolatra használják.
Q2. Mi a különbség az LSZH és a PVC kábelkeverékek között?
A PVC-vegyületek klórra támaszkodnak az égésgátlás érdekében, és égéskor halogénsavgázt és sűrű füstöt bocsátanak ki. Az LSZH (low smoke zero halogen) vegyületek ehelyett ásványi töltőanyagokat, például ATH-t vagy MDH-t használnak, sokkal kevesebb füstöt és halogénsavat termelnek, magasabb anyagköltséggel és nagyobb töltőanyag-terheléssel.
Q3. Miért számít a fajlagos nyomaték a kábelkeverék extrudálásánál?
A fajlagos nyomaték határozza meg, hogy a csavar fordulatonként mekkora keverési munkát tud végezni. A halogénmentes égésgátló vegyületek erős diszperziós keverést igényelnek a töltőanyag-agglomerátumok lebontásához, és egy kis nyomatékú gép ezt nem tudja termelési sebességgel fenntartani.
Q4. Milyen töltőanyag-terhelést tud kezelni egy ikercsigás extruder?
A modern, együtt forgó ikercsigás vonalak rutinszerűen 55-65 tömegszázalék ásványi töltőanyagot tartalmaznak HFFR és LSZH készítményeket, feltéve, hogy a táplálás meg van osztva a fő torok és az oldalsó adagoló között, és a hőmérsékleti profil elkerüli a töltőanyag idő előtti lebomlását.
Q5. Hogyan akadályozza meg a nedvességet és az üregeket a kábelkeverék-pelletekben?
Az extruderen használjon vákuumpárologtatást, tartsa szárazon a töltőanyag tárolását, és zárja le a kész pelleteket a nedvesség felvétele ellen. Az üregek és felületi hibák általában a töltőanyaggal bejutott nedvességre vagy az elégtelen lepárlóképességre vezethetők vissza.
Q6. Melyik pelletizáló rendszer a legjobb az LSZH kábelkeverékekhez?
A víz alatti pelletizálás a gyakori választás a nagy telítettségű, alacsony viszkozitású HFFR és LSZH olvadék esetén, mivel a vágás közvetlenül a matrica felületén történik vízben, így egyenletes pellet keletkezik, és csökken a por és a szerszám felhalmozódása.
